Том: 14 Номер: 4 (56) Год: 2022 — Вестник Казанского государственного энергетического университета

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И РЫНКА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ВОДОРОДНОМ ТОПЛИВЕ
Корнилов С.В^1,2, Зверева Э.Р2., Федорова А.А²., Гумеров И.Ф¹., Фардеев Л.И¹., Ахметова И.Г.²
¹Научно-технический центр ПАО «КАМАЗ»
²Казанский государственный энергетический университет
Резюме: Перспектива развития водородной энергетики напрямую зависят от способов, технологий и сфер использования водорода. ЦЕЛЬ. В частности, в данной статье представлена актуальная информация по анализу барьеров, препятствующих развитию данной отрасли, и оценке возможности перехода к декарбонизации в мире и Российской Федерации (РФ). Рассмотрены вопросы применения водорода в качестве топлива, а также инструменты и план мероприятий по преодолению существующих ограничений в РФ. Представлен прогноз развития рынка транспортных средств с водородными топливными элементами. Цель исследования – анализ возможных перспектив развития водородной энергетики и использования водорода как топлива за рубежом и в РФ. МЕТОДЫ. В ходе проведения исследования использовались методы анализа открытых и наблюдения процессов изменения глобальных трендов. Практическая значимость – данный анализ позволит сформировать представление и понимание трендов развития транспортной отрасли и обосновать актуальность водородной энергетики в РФ и мире. РЕЗУЛЬТАТОМ проведенного исследования стал обзор утвержденных правительственных программ, дорожных карт, данных, представленных в исследованиях рынка транспортных средств, на основе которых в графическом виде представлена динамика и прогнозы рынка транспорта на водородном топливе, позволяющих оценить перспективы развития водородных технологий.
Ключевые слова: водород; водородные технологии; топливные элементы; экономика водорода.
Для цитирования: Корнилов С.В., Зверева Э.Р., Федорова А.А., Гумеров И.Ф., Фардеев Л.И., Ахметова И.Г., Соловьева О.В. Перспективы развития водородной энергетики и рынка транспортных средств на водородном топливе // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 3-18.
PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF HYDROGEN ENERGY AND THE MARKET OF HYDROGEN-FUELED VEHICLES
SV. Kornilov ^{1, 2}, ER. Zvereva², AA. Fedorova², IF. Gumerov¹, LI. Fardeev¹, IG. Akhmetova ²
¹Scientific and Technical Center of PJSC «KAMAZ»
²Kazan State Power Engineering University
Abstract: PURPOSE. The prospects for the development of hydrogen energy partly directly depend on the methods, technologies and spheres of hydrogen use. In particular, this article provides up-to-date information on the analysis of barriers impeding the development of this industry and the assessment of the possibility of transition to decarbonization in the world and the Russian Federation (RF). The issues of using hydrogen as a fuel, as well as tools and an action plan to overcome existing restrictions in the Russian Federation are considered. The forecast of the development of the market of vehicles with hydrogen fuel cells is presented. THE PURPOSE of the study is to analyze possible prospects for the development of hydrogen energy and the use of hydrogen as fuel abroad and in the Russian Federation. METHODS – in the course of the study, methods of analyzing open and observing the processes of changing global trends were used. PRACTICAL SIGNIFICANCE – this analysis will help to form an idea and understanding of the trends in the development of the transport industry and justify the relevance of hydrogen energy in the Russian Federation and the world. THE RESULT of the study is a review of government programs and roadmaps, vehicles market research data, which became the basis for assessment of the dynamics and forecast of fuel cell vehicles market development and allowed to estimate prospects of hydrogen-based technologies.
Keywords: hydrogen; hydrogen technologies; fuel cells; hydrogen economy.
For citation: Kornilov SV, Zvereva ER, Fedorova AA, Gumerov IF, Fardeev LI, Akhmetova IG. Prospects for the development of hydrogen energy and the market of hydrogen-fueled vehicles. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 3-18.

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ВОСТОЧНОГО ПОЛИГОНА
Шушпанов¹ И.Н., Пермякова² Д.Н., Конюхов¹ В.Ю., Опарина¹ Т.А.
¹Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия
²Московский государственный университет имени Н.Э. Баумана, г. Москва, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Повысить эксплуатационную работу систем электроснабжения железных дорог Восточного полигона. МЕТОДЫ. При решении данной задачи проводились расчеты в математической среде КОРТЭС. На основании данных расчетов были сделаны выводы о методах оптимизации работы систем. Тяговый расчет проведен для локомотивов серии ВЛ-80в/к массой 4000 т, 3ЭС5К массой 6300 т, 2×2ЭС5Л массой 7500 т и 2×2ЭС5Л массой 8000 т. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальная тема оптимизации эксплуатационной работы отрасли за счет повышения роли технологических и организационных основ перевозочного процесса – плана формирования и графика движения поездов, то есть внедрения новой комплексной технологии управления движением поездов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОАО «Российские железные дороги» значительно наращивает объем перевозки грузовых на восточном направлении, за счет привлечения новых организаций и расширения объемом работы предприятий, а также добывающих комплексов, нуждающихся в транспортировке своей продукции потребителям. Для освоения растущих объемов перевозок на Восточном полигоне используются различные способы увеличения перевозочной мощности линий и структурных подразделений. С целью обеспечения безопасного вождения поездов повышенного веса, длинносоставных, соединенных поездов развернуты научные работы, направленные на испытание соответствующих постоянных устройств. Практическое использование рассмотренных технологий требует оценки изменения пропускной способности железнодорожной линии и величины грузооборота, что непосредственно отразится на показателях работы системы тягового энергоснабжения.
Ключевые слова: соединенные и тяжеловесные поезда; система тягового энергоснабжения; Восточный полигон; пропускная способность; контактная сеть; график движения поездов; тяговые расчеты; усиление тяговых подстанций; температура трансформаторного масла; межпоездной интервал.
Для цитирования: Шушпанов И.Н., Пермякова Д.Н., Конюхов В.Ю., Опарина Т.А. Методы повышения эффективности работы систем электроснабжения железных дорог восточного полигона // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 19-29.
METHODS OF INCREASING THE EFFICIENCY OF THE POWER SUPPLY SYSTEMS OF THE RAILWAYS OF THE EASTERN POLYGON
IN. Shushpanov¹, DN. Permyakova², VYu. Konyukhov¹, TA. Oparina¹
¹Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
²Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia
Abstract: THE PURPOSE. To increase the operational operation of the power supply systems of the railways of the Eastern Polygon. METHODS. When solving this problem, calculations were carried out in the mathematical environment of KORTES. Based on these calculations, conclusions were drawn about the methods of optimizing the operation of the systems. Traction calculation was carried out for locomotives of the VL-80v/k series weighing 4000 tons, 3ES5K weighing 6300 tons, 2x2ES5L weighing 7500 tons and 2x2ES5L weighing 8000 tons. RESULTS. The article describes the current topic of optimizing the operational work of the industry by increasing the role of the technological and organizational foundations of the transportation process – the plan for the formation and timetable of trains, that is, the introduction of a new integrated technology for train traffic management. conclusion. JSC «Russian Railways» is significantly increasing the volume of freight transportation in the eastern direction, by attracting new organizations and expanding the scope of work of enterprises, as well as mining complexes that need to transport their products to consumers. To master the growing volumes of traffic at the Eastern Landfill, various ways are used to increase the transportation capacity of lines and structural units. In order to ensure the safe driving of trains of increased weight, long-composite, connected trains, scientific work has been launched aimed at testing the corresponding permanent devices. The practical use of the considered technologies requires an assessment of changes in the capacity of the railway line and the amount of cargo turnover, which will directly affect the performance of the traction power supply system.
Keywords: connected and heavy-weight trains; traction power supply system; Eastern polygon; capacity; contact network; train schedule; traction calculations, reinforcement of traction substations; transformer oil temperature; inter-train interval.
For citation: Shushpanov IN., Permyakova DN., Konyukhov VYu., Oparina TA. Methods of increasing the efficiency of the power supply systems of the railways of the eastern polygon. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 19-29.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЕМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Рахмонов И.У.
Ташкентский государственный технический университет, г. Ташкент, Узбекистан
Резюме: ЦЕЛЬ. Разработка автоматизированной системы для управления электропотреблением промышленных предприятий. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи, в частности при анализе автоматизированных систем для управления электропотреблением промышленных предприятий и существующих программ для мониторинга электропотребления используется SWOFT анализ. РЕЗУЛЬТАТЫ. На основе анализа и изучения существующих систем разработана автоматизированная система управления электропотреблением промышленных предприятий. Система обеспечивает: управления электропотреблением; контроль выполнения нормативных показателей расхода по видам энергоресурсов; прогнозирование энергоресурсов; формирование энергобаланса; мониторинг и автоматическое отключение при необходимости автоматизированной части технологического процесса. А также обеспечивает равномерного распределения нагрузки, оценивает расхода энергии и энергоресурсы. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Высокая экономическая эффективность от внедрения разработанной системы обеспечивается реализацией следующих мероприятий: расчёт показателей энергоэффективности на последовательных этапах технологических процессов. Определённые по результатам расчёта показателя энергоемкости, формирование энергетических балансов по технологическим процессам, видам потребляемой энергии в цехе и на предприятии в целом анализируются на основе бенчмаркинга. На основании сформированных балансов определяются реальные потери топливно-энергетических ресурсов. Кроме этого с учётом факторов, влияющих на объемы потребления энергоресурсов, осуществляются прогнозирования расхода топливно-энергетических ресурсов на следующий отчётный период за счёт планирования суточного, месячного и годового расходов топливно-энергетических ресурсов. Оценивается эффективности работы электрооборудования, проводится расчёт нормативных значений удельных расходов по технологическим процессам и на единицу произведенной продукции.
Ключевые слова: автоматизированные системы; энергомониторинг; управление; электропотребление; интерфейс; нормирование; прогнозирование; структура.
Для цитирования: Рахмонов И.У. Автоматизированная система управления электропотреблением промышленных предприятий // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 30-38.
AUTOMATED SYSTEM FOR POWER CONSUMPTION OF INDUSTRIAL ENTERPRISES
Rakhmonov IU.
Tashkent State Technical University, Tashkent, Uzbekistan
Abstract: PURPOSE. Development of an automated system for managing the power consumption of industrial enterprises. METHODS. SWOFT analysis is used in solving the problem, in particular, in the analysis of automated energy consumption management systems of industrial enterprises and existing programs for energy consumption monitoring. RESULTS. Based on the analysis and study of existing systems, an automated system for managing the power consumption of industrial enterprises has been developed. The system provides: power consumption management; monitoring the implementation of normative consumption indicators by types of energy resources; forecasting of energy resources; formation of energy balance; monitoring and automatic shutdown, if necessary, of the automated part of the process. And also provides a uniform distribution of the load, evaluates energy consumption and energy resources. CONCLUSION. High economic efficiency from the implementation of the developed system is ensured by the implementation of the following activities: calculation of energy efficiency indicators at successive stages of technological processes. Determined by the results of calculating the energy intensity indicator, the formation of energy balances for technological processes, types of energy consumed in the workshop and at the enterprise as a whole are analyzed on the basis of benchmarking. Based on the generated balances, the real losses of fuel and energy resources are determined. In addition, taking into account the factors affecting the volume of consumption of energy resources, forecasting of the consumption of fuel and energy resources for the next reporting period is carried out by planning the daily, monthly and annual consumption of fuel and energy resources. The efficiency of electrical equipment is evaluated, the calculation of standard values of specific costs for technological processes and per unit of output is carried out.
Keywords: automated systems; energy monitoring; control; power consumption; interface; regulation; forecasting; structure.
For citation: Rakhmonov IU. Automated system for power consumption of industrial enterprises. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 30-38.

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО ПРОЦЕССА ПАРОВОЙ КОНВЕРСИИ МЕТАНА ПРИ РЕГЕНЕРАТИВНОМ ПОДОГРЕВЕ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ВСТАВКИ
Карпилов И.Д.
Самарский государственный технический университет, г. Самара, Россия
Резюме: Паровая конверсия метана (ПКМ) используется для производства более 45% мировых запасов водорода. Подогрев каталитической вставки по регенеративному способу для проведения паровой конверсии метана представляет значительный интерес из-за отсутствия термического сопротивления стенки реактора. ЦЕЛЬ. Целью данной работы являлось исследование рабочих параметров (распределение температурного поля и концентраций основных реагентов) паровой конверсии метана в реакторе с регенеративным подогревом каталитической вставки. МЕТОДЫ. В качестве метода исследования было выбрано компьютерное моделирование в программном продукте ANSYS Fluent, которое с помощью решения систем дифференциальных уравнений конечно-элементным способом позволяет визуализировать основные характеристики процесса. РЕЗУЛЬТАТЫ. Максимальная концентрация Н2 при протекании химической реакции обнаруживается в центре катализаторов благодаря большему времени пребывания реакционной смеси. С начального момента времени и до конечного концентрация водорода в продуктах конверсии метана снизилась на 39%, а степень конверсии метана снизилась на 38% с 0,23 до 0,143. При входной скорости 1,5 м/с смеси пара и метана в цикле охлаждения вставки и входной скорости греющего газа 8 м/с в цикле нагрева, охлаждение вставки идёт гораздо интенсивнее за счет активного поглощения теплоты. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В результате компьютерного моделирования реакций ПКМ на предварительно подогретой каталитической вставке было определено распределение температур, а также распределение массовой доли основных реагентов, выявлен состав синтез-газа в разные промежутки времени. Полученная компьютерная модель может быть использована в процессе проектирования реактора ПКМ, работающего по регенеративному принципу, для прогноза скорости охлаждения каталитической вставки в ходе реакций ПКМ, а также для её скорости нагрева при различной подаче дымовых газов.
Ключевые слова: паровая конверсия метана; водородное топливо; компьютерное моделирование; Ansys Fluent; синтез-газ; регенеративный подогрев.
Благодарности: Исследование выполнено в рамках работы над грантом РНФ № 19-19-00327, тематика: Разработка и оптимизация технологии термохимической регенерации теплоты продуктов сгорания органического топлива: экспериментальное и численное исследование.
Для цитирования: Карпилов И.Д. Исследование нестационарного процесса паровой конверсии метана при регенеративном подогреве каталитической вставки // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 39-49.
INVESTIGATION OF THE UNSTEADY PROCESS OF METHANE STEAM REFORMING DURING REGENERATIVE HEATING OF A CATALYTIC INSERT
ID. Karpilov
Samara State Technical University, Samara, Russia
Abstract: Steam reforming of methane (SMR) is used to produce more than 45% of the world’s hydrogen reserves. The heating of the catalytic insert by the regenerative method for steam reforming of methane is of considerable interest due to the absence of thermal resistance of the reactor wall. PURPOSE. The purpose of this work was to study the operating parameters (distribution of the temperature field and concentrations of the main reactants) of steam reforming of methane in a reactor with regenerative heating of the catalytic insert. METHODS. As a research method, computer simulation in the ANSYS Fluent software product was chosen, which, by solving systems of differential equations using a finite element method, allows visualizing the main characteristics of the process. RESULTS. The maximum concentration of H2 during the course of a chemical reaction is found in the center of the catalysts due to the longer residence time of the reaction mixture. From the initial moment of time to the final one, the hydrogen concentration in the methane conversion products decreased by 39%, and the degree of methane conversion decreased by 38% from 0.23 to 0.143. With an inlet speed of 1.5 m/s of a mixture of steam and methane in the insert cooling cycle and an inlet velocity of the heating gas of 8 m/s in the heating cycle, the insert is cooled much more intensively due to the active absorption of heat. CONCLUSION. As a result of computer simulation of SMR reactions on a preheated catalytic insert, the temperature distribution was determined, as well as the distribution of the mass fraction of the main reagents, the composition of the synthesis gas was revealed at different time intervals. The resulting computer model can be used in the process of designing a SMR reactor operating on a regenerative principle to predict the cooling rate of the catalytic insert during SMR reactions, as well as for its heating rate at different flue gas supply.
Keywords: steam methane reforming; hydrogen fuel; computer simulation; Ansys Fluent; synthesis gas; regenerative heating.
Acknowledgements: The research was carried out within the framework of the work on the grant of the Russian National Science Foundation No. 19-19-00327, subject: Development and optimization of the technology of thermochemical heat recovery of combustion products of organic fuels: experimental and numerical research.
For citation: Karpilov ID. Investigation of the unsteady process of methane steam reforming during regenerative heating of a catalytic insert. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 39-49.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРЕЖЕНИЯ ПРИ ОСВЕТЛЕНИИ РАСПЛАВА БАЗАЛЬТА
Мурашов¹ В.А., Строгонов¹ К.В., Федюхин¹ А.В., Ахметова² И.Г., Соловьева² О.В.
¹Национальный исследовательский университет «МЭИ» г. Москва, Россия,
²Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: Ежегодно увеличиваются объёмы производства непрерывного базальтового волокна, при этом потребление энергоресурсов на его производство существенно выше теоретического минимума. Для обеспечения конкурентных преимуществ, необходима разработка новых технических решений, которые позволят снизить удельное потребление энергоресурсов. Наибольшее распространение получили технологии, применяющие природный газ в качестве топлива. Снижение удельного потребления топлива возможно в том числе за счёт интенсификации процессов, одним из которых при производстве расплава базальта является удаление газовых включений. В статье рассматривается вопрос осветления расплава за счёт создания разрежения. ЦЕЛЬ. Рассмотреть возможность увеличения скорости осветления расплава при производстве базальтовых композитных материалов, в частности непрерывных базальтовых волокон (НБВ), за счет разрежения, что также положительно скажется на уменьшении тепловых потерь в зоне осветления расплава. МЕТОДЫ. Изучение влияния разрежения на скорость всплытия пузырька в расплаве базальта аналитическим и математическим методом. РЕЗУЛЬТАТЫ. Определен характерный размер пузырька в расплаве базальта под действием разрежения. Изучено влияние разрежения на скорость осветления и габариты осветлительной установки. Предложенная методика справедлива для жидких сред, расчёты представлены на примере расплава базальта. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. На основе проведенных исследований установлено, что разрежение в 20 кПа над поверхностью расплава позволяет сократить время осветления расплава в 1,2 раза, уменьшить длину зоны осветления на 15 процентов. Создана 3D модель непрерывной зоны осветления. На основе математической модели в среде Ansys были получены температурные поля.
Ключевые слова: энергоэффективность; осветление; дегазация; базальт; расплав; композит; базальтовое волокно; разрежение.
Благодарности: Работа выполнена при поддержке НИУ «МЭИ» в рамках ПНИ «Энергетика», «Электроника, радиотехника и ИТ», «Технологии 4.0 для промышленности и робототехника» в 2020 — 2022 годах.
Для цитирования: Мурашов В.А., Строгонов К.В., Федюхин А.В., Ахметова И.Г., Соловьева О.В. Исследование разрежения при осветлении расплава базальта // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 50-58.
INVESTIGATION OF THE RAREFACTION DURING THE CLARIFICATION OF THE BASALT MELT
VA. Murashov¹, KV. Strogonov¹, AV Fedyukhin¹, IG. Akhmetova², OV. Soloveva²
¹NRU Moscow Power Engineering Institute, Moscow, Russia
²Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: The volumes of production of continuous basalt fiber increase annually, while the consumption of energy resources for its production is significantly higher than the theoretical minimum. To ensure competitive advantages, it is necessary to develop new technical solutions that will reduce the specific consumption of energy resources. The technologies that use natural gas as a fuel are the most widely used. Reducing the specific fuel consumption is possible, among other things, due to the intensification of processes, one of which in the production of basalt melt is the removal of gas inclusions. The article deals with the issue of clarification of the melt due to the creation of rarefaction. PURPOSE. Consider the possibility of increasing the rate of melt clarification in the production of basalt composite materials, in particular continuous basalt fibers (CBF), due to rarefaction, which will also have a positive effect on reducing heat losses in the melt clarification zone. METHODS. Study of the effect of rarefaction on the rate of ascent of a bubble in basalt melt by analytical and mathematical methods. RESULTS. The characteristic size of a bubble in a basalt melt under rarefaction has been determined. The effect of rarefaction on the speed of clarification and the dimensions of the clarification plant was studied. The proposed method is valid for liquid media, the calculations are presented on the example of basalt melt. CONCLUSION. On the basis of the conducted studies, it was found that a rarefaction of 20 kPa above the melt surface makes it possible to reduce the melt clarification time by 1.2 times, and reduce the length of the clarification zone by 15 percent. A 3D model of a continuous clarification zone has been created. Based on the mathematical model in the Ansys environment, temperature fields were obtained.
Keywords: energy efficiency; clarification; degassing; basalt; melt; composite; basalt fiber; vacuum.
Acknowledgments: The work was supported by the National Research University «MPEI» within the framework of the scientific research programs «Energy», «Electronics, radio engineering and IT», «Technologies 4.0 for industry and robotics» in 2020 — 2022.
For citation: Murashov VA, Strogonov KV, Fedyukhin AV, Akhmetova IG, Soloveva OV. Investigation of the rarefaction during the clarification of the basalt melt. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 50-58.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПИКОВЫХ ЧАСОВ ЭНЕРГОСБЫТОВЫХ КОМПАНИЙ, ВХОДЯЩИХ В РЕЕСТР ГАРАНТИРУЮЩИХ ПОСТАВЩИКОВ АО «АТС»
Саитов С.Р., Карачурин Б.Р., Сидоров М.В.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Проверить гипотезу корреляции предшествующих пиковых часов энергопотребления и фактического пикового часа в текущие сутки. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялись методы статистической обработки данных о пиковых часах гарантирующих поставщиков в соответствии с законом распределения случайной дискретной величины. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, рассмотрено влияние различных факторов на фактическое значение пикового часа энергопотребления в энергосистеме. Собраны данные о пиковых часах с 2011 по 2022 год с 262 гарантирующих поставщиков из 81 региона Российской Федерации. Проанализировано более 27 тыс. *.xls-таблиц и 530 тыс. пиковых часов. Произведен расчет плотности вероятности каждого часа из временного ряда всех гарантирующих поставщиков на ближайший календарный год. Определена корреляция фактических значений пиковых часов текущих суток со значениями пиковых часов тех же суток за предыдущие 11 лет. Выполнено сравнение точности прогноза между ценовыми зонами ОРЭМ. Оценено влияние географии региона и времени года (по месяцам) на качество прогноза пикового часа. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Корреляция между предшествующими и текущими значениями пиковых часов в среднем по стране составила 40%. Точность прогноза варьируется от 8,7% до 87,3% в зависимости от региона. Взаимосвязь между географией региона, принадлежностью к той или иной ценовой или неценовой зонам ОРЭМ и точностью прогноза не обнаружена. Отмечено влияние сезонных факторов на качество прогноза в ряде регионов РФ.
Ключевые слова: дискретная случайная величина; пиковые часы; плотность вероятности; энергосбыт; гарантирующий поставщик.
Для цитирования: Саитов С.Р., Карачурин Б.Р., Сидоров М.В. Прогнозирование пиковых часов гарантирующих поставщиков, входящих в реестр АО «АТС» // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т.14. № 4 (56). С. 59-68.
FORECASTING ELECTRICITY CONSUMPTION PEAK HOURS OF ENERGY SUPPLY COMPANY INCLUDED IN THE REGISTRY OF PUBLIC CORPORATION ATSENERGO
SR. Saitov, BR. Karachurin, MV. Sidorov
Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE. To test the hypothesis of correlation between the previous peak hours of energy consumption and the actual peak hour in the current day. METHODS. When solving the task, methods of statistical processing of data on peak hours of energy supply companies were used in accordance with the law of distribution of a random discrete variable. RESULTS. The article describes the relevance of the topic, considers the influence of various factors on the actual value of the peak hour of energy consumption in the power system. Data on peak hours from 2011 to 2022 from 262 energy supply companies from 81 regions of the Russian Federation were collected. More than 27 thousand *.xls tables and 530 thousand peak hours were analyzed. The probability density of each hour was calculated from the time series of all energy supply companies for the next calendar year. The correlation of the actual values of the peak hours of the current day with the values of the peak hours of the same day for the previous 11 years was determined. Comparison of the accuracy of the forecast between the price zones of the Wholesale electricity and capacity market was made. The influence of the geography of the region and the season (by months) on the quality of the peak hour forecast was estimated. CONCLUSION. The correlation between past and current peak hours was 40% on average across the country. Forecast accuracy varies from 8.7% to 87.3% depending on the region. The relationship between the geography of the region, belonging to one or another price or non-price zones of the Wholesale electricity and capacity market and forecast accuracy was not found. The influence of seasonal factors on the quality of the forecast in a number of regions of the Russian Federation was noted.
Keywords: discrete random variable; peak hours; probability density; energy supply company.
For citation: Saitov SR, Karachurin BR, Sidorov MV. Forecasting electricity consumption peak hours of energy supply company included in the registry of public corporation. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 59-68.

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ УТИЛИЗАЦИОННОГО ТЕПЛООБМЕННОГО УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Куницкий В.А., Лукин С.В.
Вологодский государственный университет, г. Вологда
Резюме: ЦЕЛЬ. Получение данных о распределении температур внутри потоков нагреваемой и греющей среды при нестационарном режиме работы теплообменного устройства для утилизации теплоты горячей воды, удаляемой после использования в душе. Данные необходимы для определения тепловой инерции теплообменного устройства при включении и оценки эффективности его работы. МЕТОДЫ. Математическое моделирование тепловой работы теплообменного устройства при нестационарном режиме на основе решения уравнения энергии методом конечных разностей, реализованного на базе программного обеспечения Mathcad. Анализ результатов математического моделирования и сравнение их с результатами аналитического расчета тепловой работы теплообменника при стационарном режиме. РЕЗУЛЬТАТЫ. На основе математического моделирования тепловой работы утилизационного теплообменника получены данные о распределении температур внутри потоков взаимодействующих сред при нестационарном режиме работы устройства при разных условиях эксплуатации. Получены данные о количестве времени, необходимом для достижения стационарного режима работы теплообменником (с начального момента работы) при разных условиях эксплуатации. Аналитически получены данные о количестве полезно утилизированной тепловой энергии при работе устройства в нестационарном и стационарном режиме. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Температура нагретой воды на выходе из теплообменного устройства, определённая на основе математического моделирования, с достаточной точностью сходится со значением температуры, определённым аналитически. На основе анализа данных сделан вывод, что экономия тепловой энергии уже через минуту после начала использования душа составляет более 50% от количества теплоты, которое необходимо было бы затратить без его использования. Данные подтвердили эффективность использования разработанного устройства как для разового, так и для серии последовательных приёмов душа. Разработанная математическая модель корректно описывает нестационарные режимы работы теплообменника. Следующий этап работы – верификация математической модели путём экспериментального испытания
Ключевые слова: утилизационный теплообменник для сточных вод; утилизация теплоты воды; энергоэффективность систем ГВС; математическое моделирование; численные методы.
Благодарности: Авторы благодарны Департаменту экономического развития Вологодской области за поддержку и содействие развитию научно-исследовательской деятельности в регионе.
Для цитирования: Куницкий В.А., Лукин С.В. Исследование нестационарных режимов работы утилизационного теплообменного устройства на основе математического моделирования // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т.14. №4. С.69-79.
RESEARCH OF NON-STATIONARY OPERATION MODES OF UTILIZATION HEAT EXCHANGER ON THE BASIS OF MATHEMATICAL MODELING
VA. Kunitskiy, SV. Lukin
Vologda State University, Vologda, Russia
Abstract: PURPOSE. Obtaining data on the distribution of temperatures within the flows of the heated and heating medium during non-stationary operation of the heat exchange device for utilizing the heat of hot water removed after use in the shower. The data are necessary to determine the thermal inertia of the heat exchange device when turned on and to evaluate the efficiency of its operation. METHODS. Mathematical modeling of the thermal operation of a heat exchange device in non-stationary mode based on the solution of the energy equation by the finite difference method, implemented on the basis of the Mathcad software. Analysis of the results of mathematical modeling and their comparison with the results of the analytical calculation of the thermal operation of the heat exchanger in stationary mode. RESULTS. On the basis of mathematical modeling of the thermal operation of a waste heat exchanger, data were obtained on the distribution of temperatures within the flows of interacting media during non-stationary operation of the device under different operating conditions. Data were obtained on the amount of time required to achieve a stationary mode of operation of the heat exchanger (from the initial moment of operation) under different operating conditions. Analytically obtained data on the amount of usefully utilized thermal energy during the operation of the device in non-stationary and stationary modes. CONCLUSIONS. The final temperature of the heated water, determined on the basis of mathematical modeling, converges with sufficient accuracy with the temperature value determined analytically. Based on the analysis of the data, it was concluded that the saving of thermal energy within a minute after the start of using the shower is more than 50% of the amount of heat that would have to be spent without its use. The data confirmed the efficiency of using the developed device both for single and for a series of consecutive showers. The developed mathematical model correctly describes non-stationary modes of heat exchanger operation. The next stage of work is the verification of the mathematical model through experimental testing.
Keywords: utilization heat exchanger for wastewater; water heat recovery; energy efficiency of hot water systems; mathematical modeling; numerical methods.
Acknowledgment: The authors are grateful to the Department of Economic Development of the Vologda region for supporting and promoting the development of scientific research activities in the region.
For citation: Kunitskiy VA, Lukin SV. Research of non-stationary operation modes of utilization heat exchanger on the basis of mathematical modeling. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (55): 69-79.

ЭНЕРГОКОМПЛЕКС ДЛЯ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Юлдашев¹ З.Ш., Юлдашаев² Р.З., Касобов³ Л.С., Раджабов³ М.Ш., Балобанов⁴ Р.Н.
¹Физико-технический институт им. С. У. Умарова НАНТ,
²Общественная организация «Ассоциация партнеров для развития»,г. Душанбе, Таджикистан
³Таджикский технический университет им. акад. М. С. Осими, г. Душанбе, Таджикистан
⁴Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ – исследовать возможность использования источников возобновляемой энергии как источники «зеленой энергии», объединенные в энергокомплексы, для энергообеспечения энерготехнологических процессов в потребительской энергетической системе. МЕТОДЫ. Предложен инновационный вариант энергокомплекса, где рассмотрена возможность использования четырех и более источников возобновляемой энергии, конструкция которого признана изобретением. Выверено, что оптимальное количество используемых источников возобновляемой энергии в энергокомплексе определенно зависит от характеристик источника возобновляемой энергии (скорость ветра, длительность солнечной радиации и угол наклона лучей солнца к горизонту, напор и расход потока воды и объема получаемого биогаза и др.) и потребляемой мощности потребительской энергетической системы. Проанализирован полный жизненный цикл источника энергии при помощи сравнения различных видов энергии. РЕЗУЛЬТАТЫ. На основе анализа количества выработанной и потребленной электрической энергии на соответствующем источнике возобновляемой энергии по показаниям на сенсорном жидкокристаллическом дисплее представлены результаты энергоэффективности (отношение количества выработанной энергии к теоретическому количеству вырабатываемой энергии, например, за сутки, неделю) того или другого источника возобновляемой энергии. Определены случаи необходимости принятия решения о замене неэффективного источника возобновляемой энергии (например, если энергоэффективность использования солнечной батареи выше энергоэффективности ветроэнергетических установок, то принимается решение об увеличении мощности солнечной батареи (увеличивается количество солнечных батарей) или наоборот). Заключение. Разработанный авторами энергокомплекс для энергообеспечения энерготехнологических процессов (как источник зеленой энергии) рекомендуется использовать как автономный источник в труднодоступных горных районах, где отсутствует централизованное энергообеспечение.
Ключевые слова: энергокомплекс; возобновляемые источники энергии; зеленая энергия; энергоэффективность; энергоемкость; энергообеспечение.
Для цитирования: Юлдашев З.Ш., Юлдашаев Р.З., Касобов Л.С., Раджабов М.Ш., Балобанов Р.Н. Энергокомплекс для энергообеспечения энерготехнологических процессов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 80-90.
ENERGOCOMPLEX FOR ENERGY SUPPLY OF ENERGY TECHNOLOGICAL PROCESSES
ZSh. Yuldashev¹, RZ. Yuldashev², LS. Kasobov³, MSh. Rajabov³, RN. Balobanov⁴
¹SU. Umarov Institute of Physics and Technology NANT,
²Public organization «Association of Partners for Development», Dushanbe, Tajikistan
³Tajik technical University named after Academician M.S. Osimi, Dushanbe, Republic of Tajikistan
⁴Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE is to investigate the possibility of using renewable energy sources as sources of «green energy» combined in energy complexes for energy supply of energy technological processes in the consumer energy system. METHODS. An innovative version of the energy complex is proposed, where the possibility of using four or more renewable energy sources is considered, the design of which is recognized as an invention. It is verified that the optimal number of renewable energy sources used in the energy complex definitely depends on the characteristics of the renewable energy source (wind speed, duration of solar radiation and the angle of inclination of the sun’s rays to the horizon, the pressure and flow rate of water and the volume of biogas produced, etc.) and the power consumption of the consumer energy system. The full life cycle of an energy source is analyzed by comparing different types of energy. RESULTS. Based on the analysis of the amount of generated and consumed electrical energy at the corresponding renewable energy source, according to the readings on the touch LCD display, the results of energy efficiency (the ratio of the amount of energy generated to the theoretical amount of energy generated, for example, per day, week) of one or another renewable energy source are presented. Cases of the need to make a decision on replacing an inefficient source of renewable energy have been identified (for example, if the energy efficiency of using a solar battery is higher than the energy efficiency of wind power plants, then a decision is made to increase the power of the solar battery (the number of solar panels increases) or vice versa). CONCLUSION. The energy complex developed by the authors for energy supply of energy technological processes (as a source of green energy) is recommended to be used as an autonomous source in remote mountainous areas where there is no centralized energy supply.
Keywords: energy complex; renewable energy sources; green energy; energy efficiency; energy intensity; energy supply.
For citation: Yuldashev ZSh, Yuldashev RZ, Kasobov LS, Rajabov MSh, Balobanov RN. Energocomplex for energy supply of energy technological processes. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 80-90.

СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА НА ОСНОВЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Гильфанов¹ К.Х., Шакиров² Р.А. Гайнуллин³ Р.Н., Коннов¹ Ф.В.
¹Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
²ООО «Газпром Трансгаз Чайковский», г. Чайковский, Россия
³Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Целью работы является разработка способа интенсификации теплообмена на основе интеллектуального управления режимными характеристиками теплообменного оборудования. МЕТОДЫ. Предложен метод интеллектуальной идентификации и поверхностной интенсификации теплообмена на основе искусственных нейронных сетей (ИНС), отличающей его от других систем управления и регулирования, тем, что позволяет изменить структуру управления, применяемых моделей и даже принципов управления. Эффективность предложенного метода интенсификации при произвольном во времени режимных характеристик теплообменного оборудования достигается использованием многоуровневой архитектуры интеллектуальной системы управления, которая состоит из концептуального, информационного и операционного уровней. Предложенный способ интенсификации позволяет реализовать как предиктивный способ управления, так и прескриптивный. Выяснены основные факторы, влияющие на температуру природного газа на выходе теплообменного устройства – аппарата воздушного охлаждения (АВО) газа. Непредсказуемое изменение влияющих факторов, распределенных в пространстве теплоообменного оборудования приводит к отклонению от заданного значения температуры на выходе АВО от заданных. Предложенный способ управления АВО реализуется путем включения или отключения согласно логике ИНС и выборе количества электроприводных вентиляторов. Значимость полученных результатов для энергетической отрасли заключается в том, что предложенный способ на основе интеллектуального управления режимными характеристиками теплообменного оборудования позволяет решить задачу интенсификации теплообмена с минимальными затратами. Новым в предиктивном варианте структуры системы автоматического управления (САУ) АВО является то, что в существующую САУ АВО вводится блок интеллектуального управления, реализующую способ интенсификации теплообмена. В пресприктивной модификации в существующее программное обеспечение внедряется модуль интеллектуального управления, реализующий способ в форме рекомендаций оптимальных режимов эксплуатации АВО, выводимых на монитор оператора, обеспечивающих энергоэффективный теплообмен. Эффективность разработанного способа подтверждена практической реализацией способа на примере интенсификации теплообмена при охлаждении компримированного природного газа на выходе компрессорной станции. В РЕЗУЛЬТАТЕ установлено, что реализация предложенного способа позволяет сократить потребление электроэнергии АВО до 10 %.
Ключевые слова: теплообменное оборудование; интенсифицированная теплообменная поверхность; математическая модель; искусственные нейронные сети; интеллектуальное управление.
Для цитирования: Гильфанов К.Х., Шакиров Р.А. Гайнуллин Р.Н., Коннов Ф.В. Способ интенсификации теплообмена на основе интеллектуального управления режимными характеристиками теплообменного оборудования // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 91-102.
A METHOD FOR INTENSIFYING HEAT EXCHANGE BASED ON INTELLIGENT CONTROL OF THE OPERATING CHARACTERISTICS OF HEAT EXCHANGE EQUIPMENT
KH. Gilfanov¹, RA. Shakirov², RN. Gaynullin³, FV. Konnov¹
¹Kazan state Power engineering university, Kazan, Russia
²Gazprom Transgaz Tchaikovsky LLC, Tchaikovsky, Russia
³Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE of the work is to develop a method for intensifying heat exchange based on intelligent control of the operating characteristics of heat exchange equipment. METHODS. A method of intelligent identification and surface intensification of heat exchange based on artificial neural networks (INS) is proposed, which distinguishes it from other control and regulation systems by allowing to change the control structure, applied models and even control principles. The effectiveness of the proposed method of intensification with arbitrary time regime characteristics of heat exchange equipment is achieved by using a multi-level architecture of an intelligent control system, which consists of conceptual, informational and operational levels. The proposed method of intensification makes it possible to implement both a predictive control method and a prescriptive one. The main factors influencing the temperature of natural gas at the outlet of the heat exchange device – the air cooling apparatus (ACA) of the gas are clarified. An unpredictable change in the influencing factors distributed in the space of the heat exchange equipment leads to a deviation from the set value of the temperature at the output of the ACA from the set ones. Gas ABO control consists in switching on or off and selecting the number of electric fans. The significance of the results obtained for the energy industry lies in the fact that the proposed method based on intelligent control of the operating characteristics of heat exchange equipment allows solving the problem of heat exchange intensification with minimal costs. New in the predictive version of the structure of the automatic control system (ACS) The ACA is that an intelligent control unit is introduced into the existing ACS ACA, which implements a method for intensifying heat exchange. In a prescriptive modification, an intelligent control module is introduced into the existing software, which implements the method in the form of recommendations for optimal operating modes of the ACA, displayed on the operator’s monitor, providing energy-efficient heat exchange. The effectiveness of the developed method is confirmed by the practical implementation of the method on the example of the intensification of heat exchange during cooling of compressed natural gas at the outlet of the compressor station. It is established that the implementation of the proposed method allows to reduce the ACA electricity consumption by up to 10%.
Keywords: heat exchange equipment; intensified heat exchange surface; mathematical model; artificial neural networks; intelligent control.
For citation: Gilfanov KH, Shakirov RA, Gaynullin RN, Konnov FV. A method for intensifying heat exchange based on intelligent control of the operating characteristics of heat exchange equipment KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 91-102.

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ВАРИАНТОВ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
Базукова Э.Р., Ваньков Ю.В., Пономарев Р.А.
Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ: Оценить экономическую эффективность от организации вариантов тепловой защиты паропроводов. Рассмотрены варианты тепловой защиты из волокнистых изоляционных материалов, а также из материалов на основе кремнеземного аэрогеля. МЕТОДЫ: Проведен анализ существующих методик по оценке результирующей экономической эффективности от организации тепловой защиты трубопроводов и выбору наиболее экономичного теплоизоляционного материала. РЕЗУЛЬТАТЫ: Приведены результаты расчета показателей для оценки экономической эффективности от организации нормативной тепловой защиты, выполненной из различных теплоизоляционных материалов, для паропроводов различных диаметров при транспортировке теплоносителя с температурой 400 ⁰С. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Показано влияние долговечности материала на изменение индекса доходности инвестиций в нормативную теплозащиту паропровода.
Ключевые слова: тепловая изоляция паропроводов; экономическая эффективность тепловой защиты трубопроводов; инвестиции в мероприятия по энергосбережению; аэрогелевая изоляция; базальтовая тепловая изоляция.
Благодарности: Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственного задания №075-03-2022-151/1 от 31.01.2022 г.
Для цитирования: Базукова Э.Р., Ваньков Ю.В., Пономарев Р.А. Экономический эффект вариантов тепловой защиты трубопроводов энергетических комплексов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 103-112.
ECONOMIC EFFECT OF OPTIONS FOR THERMAL PROTECTION OF PIPELINES OF ENERGY COMPLEXES
Bazukova ER, Vankov YuV, Ponomarev RA.
Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE. To evaluate the economic efficiency of the organization of protection of steam pipelines. Variants of thermal protection from fibrous insulating materials, as well as from materials based on silica aerogel, are considered. METHODS. An analysis of existing methods for assessing the resulting economic efficiency from the organization of thermal protection of pipelines and the choice of the most economical heat-insulating material has been carried out. RESULTS. The results of the calculation of indicators for assessing the economic efficiency of the organization of regulatory thermal protection, made of various heat-insulating materials for steam pipelines of various diameters when transporting a coolant with a temperature of 400 ⁰С are presented. CONCLUSION. The influence of the durability of the material on the change of the profitability Index of investment in the normative thermal protection of the steam pipeline is shown.
Keywords: thermal insulation of steam pipelines; economic efficiency of thermal protection of pipelines; investments in energy saving measures; aerogel insulation; basalt thermal insulation.
Acknowledgments: The study was carried out with the financial support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the framework of state task No. 075-03-2022-151/1 dated 31.01.2022.
For citation: Bazukova ER, Vankov YuV, Ponomarev RA. Economic effect of options for thermal protection of pipelines of energy complexes. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022;14(56):103-112.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ВИБРАЦИЙ В ГИДРОАГРЕГАТАХ ГЭС С ШИРОКИМ ДИАПАЗОНОМ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Абдульмянов¹ Т.Р., Епифанова² Л.Т., Епифанов² В.К., Марданова¹ А.М.
¹ Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
² ИП Епифанов В.К., г. Йошкар-Ола, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Определение критических частот вибрации в гидроагрегатах ГЭС для расчетного напора N = 194 м и напоров N = 50 м, N = 30 м. Построить модель формирования гидроакустических волн в замкнутом контуре рабочего колеса радиально-осевых турбин ГЭС с учетом виброперемещений в ортогональном к радиусу направлении и выяснить влияние резонанса частот. МЕТОДЫ. Рассматривается аналитический метод (метод разделения переменных) решения краевой задачи для волнового уравнения, в котором учитывается резонанс частот. Для расчетов и представления результатов расчета использована встроенная библиотека специальных функций системы MAPLE и ее графические ресурсы. РЕЗУЛЬТАТЫ. Вычислены критические частоты для расчетного напора и для двух напоров меньших расчетного. Согласно рассматриваемому методу решения задачи, критические частоты появляются не в расчетном режиме гидроагрегата, а до его вхождения в рабочий режим. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разрушение шпилек крепления могло произойти в результате неравномерной нагрузки на эти шпильки. Кроме того, эти нагрузки могли быть кратно увеличены в результате резонанса частот. Влияние сейсмических условий, в рассматриваемых случаях, не являются определяющими для нагрузки на шпильки.
Ключевые слова: Акустическая волна; резонанс частот; рабочее колесо; рабочая зона турбины; виброперемещение.
Для цитирования: Абдульмянов Т.Р., Епифанова Л.Т., Епифанов В.К., Марданова А.М. Моделирование резонансных вибраций в гидроагрегатах ГЭС с широким диапазоном рабочей зоны // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. № 4(56). С. 113-123.
SIMULATION OF RESONANT VIBRATIONS IN HYDRAULIC UNITS OF HPP WITH A WIDE RANGE OF WORKING AREA
TR. Abdulmyanov¹, LT. Epifanova², VK. Epifanov², AM. Mardanova¹
¹Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
²IP Epifanov V.K., Yoshkar-Ola, Russia
Abstract: PURPOSE. Determination of the critical frequencies of vibration in HPP hydraulic units for design head N = 194 m and heads N = 50 m, N = 30 m. find out the influence of frequency resonance. METHODS. An analytical method (method of separation of variables) is considered for solving a boundary value problem for the wave equation, which takes into account frequency resonance. For calculations and presentation of calculation results, the built-in library of special functions of the MAPLE system and its graphic resources were used. RESULTS. The critical frequencies are calculated for the calculated head and for two heads smaller than the calculated one. According to the considered method for solving the problem, critical frequencies do not appear in the design mode of the hydraulic unit, but before it enters the operating mode. CONCLUSION. The destruction of the fastening studs could occur as a result of an uneven load on these studs. In addition, these loads could be multiplied as a result of frequency resonance. The influence of seismic conditions, in the cases under consideration, is not decisive for the load on the studs.
Key words: Acoustic wave; frequency resonance; impeller; turbine working area; vibration displacement.
For citation: Abdulmyanov TR., Epifanova LT., Epifanov VK., Mardanova AM. Simulation of resonant vibrations in hydraulic units of hpp with a wide range of working area. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 113-123.

СЕЗОННОЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ: ПРИНЦИП, УСТРОЙСТВО, АЛГОРИТМ
Виноградова А.В., Виноградов А.В., Большев В.Е., Букреев А.В.
«Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», г. Москва, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Разработать принципы сезонного резервирования электроснабжения, пример структурной схемы устройства сезонного резервирования, алгоритм работы устройства. МЕТОДЫ. В качестве материалов исследования использованы данные, полученные из литературного обзора. Использованы общенаучные методы исследования, методы автоматики, информатики. РЕЗУЛЬТАТЫ. Было выявлено, что существующие подходы к резервированию не учитывают сезонности технологических процессов объектов различного назначения по месяцам и времени суток. Предложены принципы сезонного резервирования электроснабжения, суть которых сводится к выделению групп потребителей, или электроприёмников, обеспечивающих технологический процесс потребителя и имеющих сезонный характер работы, определяются интервалы времени, в течение которых их электроснабжение необходимо резервировать, осуществляется резервирование с учётом данных интервалов времени. ВЫВОДЫ. Предложен вариант структурной схемы устройства сезонного резервирования, алгоритм его работы, демонстрирующие возможности осуществления такого резервирования применительно к двум группам потребителей (или электроприёмников), имеющим сезонный характер работы и одной всесезонной группы.
Ключевые слова: электроснабжение, сезонное резервирование электроснабжения, алгоритм сезонного резервирования, устройство сезонного резервирования, сезонность.
Для цитирования: Виноградова А.В., Виноградов А.В., Большев В.Е., Букреев А.В. Сезонное резервирование электроснабжения: принцип, устройство, алгоритм // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 124-132.
SEASONAL POWER REDUNDANCY: PRINCIPLE, DEVICE, ALGORITHM
AV. Vinogradov, AV. Vinogradova, VE. Bolshev
Federal Scientific Agroengineering Center VIM, Moscow, Russia
Abstract: PURPOSE. Development of principles of seasonal redundancy of power supply, an example of block diagram of seasonal redundancy device, an algorithm for the operation of the device. METHODS. The data obtained from the literature review were used as research materials. General scientific methods of research, methods of the theory of automation, informatics are applied. RESULTS. It was found that the existing approaches to power supply redundancy did not take into account the seasonality of the technological processes of objects for various purposes by months and time of day. The principles of seasonal power supply redundancy are proposed, the essence of which is to identify groups of consumers (or power receivers) that provide the technological process of the consumer and have a seasonal nature of work, the time intervals for their redundancy are determined, the redundancy is carried out taking into account these time intervals. CONCLUSIONS. A variant of the block diagram of the seasonal redundancy device, an algorithm of its operation, demonstrating the possibility of implementing such a redundancy in relation to two groups of consumers (or power receivers) that have a seasonal nature of work and one all-season group, is proposed.
Key words: power supply, seasonal power supply redundancy, seasonal redundancy algorithm, seasonal redundancy device, seasonality.
For citation: Vinogradov AV, Vinogradova AV, Bolshev VE. Seasonal reservation: principle, device, algorithm. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 124-132.

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД ДЛЯ ОЦЕНКИ КИБЕРУСТОЙЧИВОСТИ ОБЪЕКТОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ В УСЛОВИЯХ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЭС
Гурина Л.А.
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, г. Иркутск
Резюме: ЦЕЛЬ. Разработка методического подхода для оценки киберустойчивости цифровых объектов информационной инфраструктуры киберфизической энергетической системы (КФЭС). МЕТОДЫ. При проведении исследований использовались вероятностные методы, методы теории нечетких множеств, методы анализа надежности ЭЭС. РЕЗУЛЬТАТЫ. Проведен анализ угроз и уязвимостей, возникающих при цифровой трансформации свойств электроэнергетических систем. Показана необходимость учета рисков кибербезопасности при оценке киберустойчивости объектов информационной инфраструктуры КФЭС при успешно реализованных угрозах, обусловливающих отказы компонентов информационной системы и влияющих на полноту и достоверность измерительной информации, используемой при управлении ЭЭС. Предложен методический подход для определения уровней киберустойчивости цифровых объектов на основе разработанной нечеткой модели киберустойчивости, позволяющей учитывать последствия реализованных кибератак на полноту и достоверность измерительной информации.
Ключевые слова: киберустойчивость, киберфизическая энергетическая система, риски кибербезопасности, информационное обеспечение, аппаратное обеспечение, качество информации.
Благодарности: Работа выполнена в рамках научного проекта «Теоретические основы, модели и методы управления развитием и функционированием интеллектуальных электроэнергетических систем», № FWEU-2021-0001.
Для цитирования: Гурина Л.А. Методический подход для оценки киберустойчивости объектов информационной инфраструктуры в условиях цифровизации ЭЭС // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 133-141.
METHODOLOGICAL APPROACH FOR ASSESSMENT OF CYBER RESILIENCE OF THE INFORMATION INFRASTRUCTURE FACILITIES IN THE CONTEXT OF ELECTRIC POWER SYSTEM DIGITALIZATION
LA. Gurina
Melentiev Energy Systems Institute of SB RAS, Irkutsk
Abstract: THE PURPOSE. The study aims to develop a methodological approach to assessing the cyber resilience of digital facilities of the information infrastructure of a cyber-physical energy system (CPES). METHODS. The research relies on probabilistic methods, methods of the fuzzy sets theory, and the methods of power system reliability analysis. RESULTS. The study involves an analysis of threats and vulnerabilities arising from the digital transformation of properties of electric power systems. The findings indicate the need to take into account cybersecurity risks when assessing the cyber resilience of CPES facilities of information infrastructure in the event of successfully implemented threats that cause failures of the information system components and affect the completeness and reliability of the measurement information used in power system control. A methodical approach is proposed for determining the levels of cyber resilience of digital objects based on the developed fuzzy cyber resilience model, which allows taking into account the consequences of implemented cyber attacks on the completeness and reliability of measurement information.
Keywords: cyber resilience; cyber-physical energy system; cybersecurity risks; software; hardware; information quality.
Acknowledgment: The research was conducted within the framework of the scientific project «Theoretical foundations, models and methods to control the expansion and operation of intelligent electric power systems (Smart Grids)», No. FWEU-2021-0001.
For citation: Gurina LA. Methodological approach for assessment of cyber resilience of the information infrastructure facilities in the context of electric power system digitalization. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56) 133-141.

ЦИФРОВИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ КАК «ОКНО ВОЗМОЖНОСТЕЙ» ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ ГОСУДАРСТВ-УЧАСТНИКОВ СНГ
Жилкина Ю.В.
ПАО «Федеральная сетевая компания — Россети», г. Москва, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Исследование цифровой трансформации государств-участников СНГ. С точки зрения применения цифровых технологий следует отметить, что и зарубежные и отечественные энергокомпании находятся в самом начале пути к цифровой трансформации. Как правило, цифровая трансформация и создание новых бизнес-моделей проводится в вспомогательных функциях, таких как финансы, распределение электроэнергии, маркетинг (порталы для взаимодействия с потребителями, дополнительные услуги и сервисы) и т.д. МЕТОДЫ. В качестве методологической и фундаментальной основы исследования были использованы научные и практические исследования российских и зарубежных ученых в сфере цифрового развития стран СНГ. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье даны определения критических технологий и выбору приоритетных направлений в дальнейшей цифровизации электроэнергетики государств-участников СНГ, указаны сильные стороны и недостатки цифровой трансформации стран СНГ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Даны рекомендации по совершенствованию методов исследования энергосистема государств и внедрению новых способов выявления наиболее приоритетных. В статье автор подробно рассматривает уровни цифровизации электроэнергетики, предлагает расширить дальнейшее сотрудничество всех субъектов рынка электроэнергетики стран Содружества.
Ключевые слова: цифровизация; цифровизация электроэнергетики; трансформация; технологии; энергосистема государств; СНГ.
Для цитирования: Жилкина Ю.В. Цифровизация электроэнергетики как «окно возможностей» для повышения эффективности энергосистем государств-участников СНГ// Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 142-155.
ELECTRIC POWER INDUSTRY DIGITALIZATION AS «A WINDOW OF OPPORTUNITY» TO INCREASE EFFICIENCY ENERGY SYSTEMS OF THE CIS MEMBER STATES
Yu. Zhilkina
Federal Grid Company – Rosseti PJSC, Moscow, Russia
Abstract: THE PURPOSE. Study of the digital transformation of the CIS member states. From the point of view of the use of digital technologies, it noted that both foreign and domestic energy companies are at the very beginning of the path to digital transformation. As a rule, digital transformation and the creation of new business models carried out in auxiliary functions, such as finance, electricity distribution, marketing (portals for interaction with consumers, additional services and services), etc. METHODS.. As a methodological and fundamental basis of the research, scientific and practical studies of Russian and foreign scientists in the field of digital development of the CIS countries were used. RESULTS. The article defines critical technologies and the choice of priority directions in the further digitalization of the electric power industry of the CIS member states, identifies the strengths and disadvantages of the digital transformation of the CIS countries. CONCLUSION. Recommendations given to improve the methods of studying the energy system of states and the introduction of new ways to identify the most priority ones. In the article, the author examines in detail the levels of digitalization of the electric power industry, proposes to expand further cooperation of all subjects of the electricity market of the Commonwealth countries.
Keywords: digitalization; digitalization of the electric power industry; transformation; technologies; power systems of states; CIS.
For citation: Zhilkina Yu. Electric power industry digitalization as «a window of opportunity» to increase efficiency energy systems of the cis member states. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 142-155.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОТРЕБНОСТИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА РАБОТУ ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ НА ПЕРИОД ДО 2030 ГОДА
Александрович С.А., Зорина Т.Г.
Институт энергетики Национальной академии наук Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь
Резюме: ЦЕЛЬ. Изучить тенденции развития электротранспорта в Республике Беларусь до 2030 года. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся нормативный метод, метод традиционного анализа документов и метод корреляционно-регрессионного анализа. РЕЗУЛЬТАТЫ. На основании состояния и перспектив развития электротранспорта в Республике Беларусь разработаны два сценария развития электротранспорта в стране на период до 2030 года, а также выполнен прогноз потребления электроэнергии электротранспортом к 2030 году. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В соответствии с разработанными сценариями определены прогнозные значения использования легкового электромобильного транспорта и электробусов в Республике Беларусь, а также показатели возможного увеличения потребления электроэнергии в стране на работу электротранспорта на перспективу до 2030 года.
Ключевые слова: Электрическая энергия; электротранспорт; электромобиль; электробус; потребление электроэнергии; прогнозирование.
Для цитирования: Александрович С.А., Зорина Т.Г. Прогнозирование потребности в электроэнергии на работу электротранспорта в Республике Беларусь на период до 2030 года // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. № 4 (56). С.156-167.
FORECASTING THE ELECTRICITY DEMAND FOR ELECTRIC TRANSPORT IN THE REPUBLIC OF BELARUS FOR THE PERIOD UP TO 2030
SA. Aliaksandrovich, TG. Zoryna
Institute of Power Engineering of the National Academy of Sciences of Belarus
Abstract: THE PURPOSE. To study the trends in the development of electric transport in the Republic of Belarus until 2030. METHODS. To solve the problem authors used the normative method, the method of traditional document analysis and the method of correlation-regression analysis. RESULTS. Based on the state and prospects of development of electric transport in the Republic of Belarus, two scenarios for the development of electric transport in the country for the period up to 2030 were developed, and a forecast of electricity consumption by electric transport by 2030 was made. CONCLUSION. In accordance with the developed scenarios, the forecast values of the use of electric cars and electric buses in the Republic of Belarus, as well as indicators of the possible increase in electricity consumption in the country for electric transport operation in the future up to 2030 were determined.
Keywords: Electricity; electric transport; electric car; electric bus; electricity consumption; forecasting.
For citation: Aliaksandrovich SA, Zoryna TG. Forecasting the electricity demand for electric transport in the Republic of Belarus for the period up to 2030. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 156-167.

ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ПРОДУКЦИИ АГРОПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЕКТОРА ЭКОНОМИКИ В ПЕРИОД ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ
Чиркова И.Г., Бикейкина И.А., Гончарова М.А.
Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск, Россия
Резюме: ЦЕЛЬ. Исследовать влияние динамики энергопотребления в агропродовольственном секторе экономики на повышение конкурентоспособности отраслевой продукции при проведении политики импортозамещения. МЕТОДЫ. Основу исследования составили статистические материалы ФАО, Международного энергетического агентства, Минсельхоза России, Росстата, а также эмпирические данные, полученные авторами при монографическом обследовании организаций АПК Новосибирской области. В процессе исследования использовались научные разработки отечественных и зарубежных авторов в области энергоэффективности; применялись методы: расчетно-конструктивный, абстрактно-логический, аналогии. РЕЗУЛЬТАТЫ. Проведен анализ энергопотребления в агропродовольственном секторе, который позволил выявить влияние на энергоемкость продукции применяемых технологий и размеров отраслевых компаний. Установлено, что динамика увеличения производительности труда и выпуска валовой продукции агросекторе менее интенсивна по сравнению с темпом роста энергонасыщенности производства. Выявлен больший удельный расход энергоресурсов в перерабатывающей промышленности АПК по сравнению с сельским хозяйством. Уточнены данные по энергоемкости изготовления продукции компаниями агропродовольственного сектора Новосибирской области. При росте цен на энергоресурсы обоснована необходимость использования энергосберегающих технологий для удовлетворения спроса внутреннего продовольственного рынка в период импортозамещения. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Повышение энергоэффективности агропродовольственного сектора экономики в период импортозамещения должно достигаться за счет постоянного обновления технологического оборудования основного производства, которое имеет низкий уровень энергопотребления и высокую производительность; совершенствования продуктивности биологической системы; повышения уровня высокоэффективных видов энергоресурсов в структуре энергоиспользования.. Энергоемкость выпускаемой продукции перерабатывающих (пищевых) предприятиях малой мощности оказывается больше, чем на крупных. Идентичная тенденция наблюдается на молочно-мясных фермах. Величина энергоемкости созданной продукции в денежном выражении значительно ниже на крупных птицефабриках, поскольку выпускается широкий ассортимент товаров с высокой добавленной стоимостью. Поэтому в условиях повышенного потребления энергии нужно интенсифицировать государственную поддержку малого бизнеса в агропродовольственном секторе для внедрения инновационного технико-технологического оснащения.
Ключевые слова: импортозамещение; движение капиталов; энергетическая политика; энергоемкость; агропродовольственная продукция.
Для цитирования: Чиркова И.Г., Бикейкина И.А., Гончарова М.А. Тенденции изменения энергоемкости продукции агропродовольственного сектора экономики в период импортозамещения // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. № 4 (56). С.168-177.
TRENDS IN THE ENERGY INTENSITY OF PRODUCTS OF THE AGRI-FOOD SECTOR OF THE ECONOMY DURING THE PERIOD OF IMPORT SUBSTITUTION
IG. Chirkova, IA. Bikeikina, MA. Goncharova
Novosibirsk state technical University, Novosibirsk, Russia.
Abstract: THE PURPOSE. To investigate the influence of the dynamics of energy consumption in the agri-food sector of the economy on increasing the competitiveness of industrial products during the policy of import substitution. METHODS. The study was based on statistical materials from FAO, the International Energy Agency, the Ministry of Agriculture of Russia, Rosstat, as well as empirical data obtained by the authors during a monographic survey of agroindustrial complex organizations in the Novosibirsk region. In the course of the research, scientific developments of domestic and foreign authors in the field of energy efficiency were used; methods were applied: computational and constructive, abstract-logical, comparative. RESULTS. The analysis of energy consumption in the agri-food sector was carried out, which revealed the impact of applied technologies and the size of industry companies on the energy intensity of products. It is established that the dynamics of increasing labor productivity and gross output of the agricultural sector is less intense compared to the growth rate of energy saturation of production. A greater specific consumption of energy resources in the processing industry of the agro-industrial complex compared with agriculture was revealed. The data on the energy intensity of the production of products by companies of the agri-food sector of the Novosibirsk region have been clarified. The necessity of using energy-saving technologies to meet the demand of the domestic food market during the period of import substitution is justified when energy prices rise. CONCLUSION. Improving the energy efficiency of the agrifood sector of the economy during the period of import substitution should be achieved by constantly updating the technological equipment of the main production, which has a low level of energy consumption and high productivity; improving the productivity of the biological system; increasing the level of highly efficient types of energy resources in the structure of energy use. The energy intensity of the products produced by processing (food) enterprises of small capacity is greater than at large ones. An identical trend is observed on dairy and meat farms. The value of the energy intensity of the created products in monetary terms is significantly lower at large poultry farms, since a wide range of goods with high added value is produced. Therefore, in conditions of increased energy consumption, it is necessary to intensify state support for small businesses in the agri-food sector for the introduction of innovative technical and technological equipment.
Keywords: import substitution; capital movement; energy policy; energy intensity; agri-food products.
For citation: Chirkova I.G, Bikeikina IA, Goncharova MA. Trends in the energy intensity of products of the agri-food sector of the economy during the period of import substitution. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14(56):168-177.

РАЗРАБОТКА КОГЕНЕРАЦИОННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДЫХ КОММУНАЛЬНЫХ ОТХОДОВ
Макоев С.О¹., Ахметова И. Г.², Фонов А.М.¹
¹Национальный исследовательский университет «МЭИ», г. Москва, Россия
²Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия
Резюме: Разработка энергоэффективных схем использования твердых коммунальных отходов в качестве топлива в энергетических системах и комплексах с применением технологии непрерывной термической переработки. МЕТОДЫ. Анализ потребления тепловой энергии на цели теплоснабжения в регионе. Анализ возможности замещения ископаемого топлива на существующих источниках теплоснабжения посредством использования твердых коммунальных отходов в качестве топлива, в том числе оценка элементного анализа исходного сырья и продуктов термической конверсии ТКО. Разработка энергоэффективных схем использования ТКО в качестве топлива для обеспечения тепловой энергией потребителей в существующих энергетических системах. Математическое моделирование работы установки с использованием ТКО в качестве топлива. РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработаны энергоэффективные схемы использования ТКО в качестве топлива в существующих энергетических системах с применением технологии газификации ТКО, проведена оценка соответствующих схем по энергетическим, экологическим и экономическим показателям. Выполнено обоснование возможности частичного замещения ископаемого топлива посредством использования ТКО при производстве тепловой энергии. Выполнено сравнение существующих и перспективных методов энергетической утилизации ТКО с выявлением преимуществ и недостатков каждого из альтернативных решений. В ходе экспериментальных исследований по нагреванию характерной смеси ТКО в печи с измерением массы образа получены данные по выходу летучих, зольности и количества связанного углерода в материале. В режиме компьютерного моделирования с использованием программного пакета Aspen Plus проведена оценка качественного и количественного состава газа, получаемого при термической переработке ТКО. Разработаны энергоэффективные схемы на основе газификации ТКО с применением газотурбинного оборудования и их интеграции в существующие энергетические системы. Проведено построение материального и теплового баланса установки на основе газотурбинного двигателя с оценкой их энергетической эффективности. Выполнен подбор основного энергетического оборудования, которое может быть использовано для реализации разработанных схем на основе газификации ТКО.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные результаты позволяют оценить переспективы внедрения установки газификации ТКО на базе городской котельной с последующей выработкой тепловой и электрической энергии в когенерационной схеме с точки зрения эффективности и окупаемости.
Ключевые слова: газификация; твёрдые коммунальные отходы (ТКО; Aspen Plus; когенерационная установка.
Для цитирования: Макоев С.О., Ахметова И. Г., Фонов А.М. Разработка когенерационных энергетических систем с применением технологии газификации твердых коммунальных отходов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. №4 (56). С. 178-194.
DEVELOPMENT OF COGENERATION ENERGY SYSTEMS USING THE TECHNOLOGY OF GASIFICATION OF SOLID MUNICIPAL WASTE
SO. Makoev¹, IG. Akhmetova², AM. Fonov¹
¹National Research University «Moscow Power Engineering Institute», Moscow, Russia
²Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia
Abstract: THE PURPOSE. Development of energy-efficient schemes for the use of municipal solid waste as fuel in energy systems and complexes using continuous thermal processing technology. METHODS. Analysis of heat energy consumption for heat supply purposes in the region. Analysis of the possibility of replacing fossil fuels with existing heat supply sources through the use of solid municipal waste as fuel, including an assessment of the elemental analysis of raw materials and products of thermal conversion of MSW. Development of energy-efficient schemes for using MSW as fuel to provide thermal energy to consumers in existing energy systems. Mathematical modeling of the plant operation using MSW as fuel. RESULTS. Energy-efficient schemes for using MSW as fuel in existing energy systems using MSW gasification technology have been developed, and the relevant schemes have been evaluated according to energy, environmental and economic indicators. The substantiation of the possibility of partial substitution of fossil fuels through the use of MSW in the production of thermal energy has been carried out. The comparison of existing and promising methods of energy utilization of MSW with the identification of advantages and disadvantages of each of the alternative solutions is carried out. In the course of experimental studies on heating a characteristic mixture of MSW in a furnace with the measurement of the mass of the image, data on the yield of volatile, ash content and the amount of bound carbon in the material were obtained. In the mode of computer simulation using the Aspen Plus software package, an assessment of the qualitative and quantitative composition of the gas obtained during thermal processing of MSW was carried out. Energy-efficient schemes based on MSW gasification using gas turbine equipment and their integration into existing energy systems have been developed. The construction of the material and thermal balance of the installation based on a gas turbine engine with an assessment of their energy efficiency was carried out. The selection of the main power equipment, which can be used for the implementation of the developed schemes based on the gasification of MSW, has been carried out. CONCLUSION. The results obtained allow us to evaluate the prospects for the introduction of a MSW gasification plant based on a city boiler house with subsequent generation of thermal and electric energy in a cogeneration scheme in terms of efficiency and payback.
Keywords: gasification; municipal solid waste (MSW); Aspen Plus; cogeneration plant.
For citation: Makoev SO, Akhmetova IG, Fonov AM. Development of cogeneration energy systems using the technology of gasification of solid municipal waste. KAZAN STATE POWER ENGINEERING UNIVERSITY BULLETIN. 2022; 14 (56): 178-194.